Giáo trình sửa chữa thiết bị điện điện tử dân dụng phần 1 nguyễn tấn phước, lê văn bằng

Hiệu quả ánh sáng được đo bằng tỷ số giữa quang thông do đèn phát ra và công suất điện tiêu thụ của đèn, đơn vị là lumen/oat Im/W.. Các loại đèn chiếu sáng hiện nay được sử dụng phổ biế

Noon ch A eT Phước' vẻ \

TWH THIẾT BỊ HIỆN

SUA CHUA THIET BI

DIEN - DIEN TU GIA DUNG

NGUYEN TAN PHUGC LÊ VĂN BẰNG

CH Điều khiển tự động

SUA CHUA THIET BI DIEN

DIEN TU GIA DUNG

(TỦ SÁCH DẠY NGHỀ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ)

NHÀ XUẤT BẢN TRE

( HOAN NGHÊNH BẠN ĐỌC GÓP Ý PHÊ BÌNH

NHÀ XUẤT BAN TRE

161B Lý Chính Thắng - Quận 3 - Thành phố Hồ Chí Minh ĐT: 9.316289 - 9.317849 - 9.316211 - Fax: 84.8.8437450 E-mail: nxbtre®hcm.vnn.vn

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, thiết bị điện phục vụ cho sinh hoạt ngày cảng phong

phú, đa dạng Các thiết bị mới hầu hết đều ấp dụng kỹ thuật điện tử để đạt yêu cầu gọn nhẹ chính xác, tích hợp nhiều tính năng trên một loại thiết bị Điều này gây nhiều khó khăn cho những người thợ làm công việc sửa chữa thiết bị điện gia dụng

Đây là giáo trình đầu tiên trong bộ Giáo trình Dạy nghề được Nhà xuất bản Trẻ hợp tác với tác giả Nguyễn Tấn Phước thực hiện, nhằm phục vụ cho giới thanh niên đang trên đường ñm kiếm cho mình một nghề thích hợp để mưu sinh cũng như phục vụ cho xã hội

Tác giá Nguyễn Tấn Phước đã có nhiều năm biên soạn giáo trình, nhưng đây là giáo trình đầu tiên được viết dành cho giới thợ (các giáo trình trước viết cho trình độ Đại học, Cao đẳng, Trung học chuyên nghiệp) Hy vọng rằng giáo trình này sẽ là một tài liệu kỹ thuật hữu ích cho các bạn trẻ yêu thích lãnh vực Điện -Điện tử

Rất mong nhân đước sự đóng góp ý kiến của bạn đọc để sách

được hoàn thiện hơn trong lần tái bản sau

HCM, ngày 05 tháng 12 năm 2003 Nhà xuất bản Trẻ

CHƯƠNG 1

MẠCH ĐIỆN CHIẾU SÁNG

š1.1- CÁC KHÁI NIỆM VỀ CHIẾU SÁNG

1 Khái niệm oễ quang thông

Quang thông là số lượng ánh sáng được phát ra bởi một

nguồn sáng mà mắt người cảm thụ được

Đơn vị của quang thông là lumen (Im)

Rí hiệu của quang thông là ¿

Các nguồn phát sáng khác nhau sẽ bức xạ dưới các bước

sóng khác nhau, do đó sẽ gây ra những cảm nhận khác nhau

trong mắt chúng ta vì các nguồn phát sáng khác nhau sẽ có

quang thông khác nhau Các thông số cơ bản của một số nguồn phát sáng thông dụng được trình bày trong bảng 1.1

Bảng 1.1

suất(W) | thông (Im) (m/W) Đèn nung sáng 100 1390 13,9 Đèn huỳnh quang 40 540 93 Đèn sodium cao áp 100 10.000 100 Đèn thủy ngân cao áp 1000 58.000 58 Den Metal Halide 2000 190.000 95

2 Dé roi E

Độ rọi là mật độ quang thông trên môt đơn vị điện tích được chiếu sáng Hay nói cách khác độ rọi là trên một bề mặt diện tích $ nhận được một lượng quang thông ¿$ Do đó, ta có công thức tính độ rọi là;

Es —

s R: Độ rọi, đơn vị là lux (x)

$: Quang thông, đơn vị là lumen (Im)

S : Diện tích được chiếu sáng, đơn vị là m?

Trên mỗi 1 điểm của bể mặt được chiếu sáng S sẽ tổn

tại một độ rọi tương ứng với cường độ sáng tại điểm đó Trị số

trung bình độ rọi của tất cả các điểm trên bể mặt S chính là

độ rọi trung bình của bề mặt này Tỷ số giữa độ rọi ở điểm chiếu sáng yếu nhất và độ roi trung bình của bề mặt được gọi

là hệ số đồng đểư độ rọi Thí dụ sau đây cho ta thấy một số trị số độ rọi của một số nơi thường gặp:

Độ rọi giữa trưa trên mặt đất ở Hà Nội 35.000 - 70.000 Ix

Độ rọi phòng làm việc 200 - 400 Ix

Dé roi trong nha & 100 - 200 Ix

Độ rọi trên đường phố có đèn chiếu sáng 20 - 50 1x

3 Chỉ số hoàn màu

Chất lượng cao của ánh sáng thể hiện ở chất lượng

nhìn màu, nghĩa là khả năng phân biệt một cách chính xác

các màu sắc trong ánh sáng đó Để đánh giá sự biến đổi màu

sắc do ánh sáng gây ra, người ta dùng chỉ số hoàn màu IRC (Color Rendering Index )

Chỉ số hoàn màu IRC cho ta biết chất lượng ánh sáng Chỉ số hoàn toàn thay đổi từ 0 đối với ánh sáng, đơn sắc đến

100 đối với ánh sáng trắng Chỉ số hoàn màu càng cao thì chất lượng ánh sáng là càng tốt

Trong kỹ thuật chiếu sáng người ta chia chất lượng ánh sáng ra làm 3 mức độ khác nhau:

IRC <= 66: chất lượng kém, được dùng trong công

nghiệp không đòi hỏi phân biệt màu sắc

IRC = 85: chất lượng ánh sáng trung bình, được dùng trong các công việc bình thường, khi chất lượng nhìn màu

không thật đặc biệt

IRC >= 96: chất lượng ánh sáng tốt, được dùng trong các công việc đặc biệt đòi hỏi cần chất lượng cao và các công việc cần phân biệt màu sắc

Trong sổ tay cát loại đèn, nhà sản xuất sẽ cung cấp chỉ

số hoàn màu IRC trong đặc tính kỹ thuật của mỗi loại đèn

4 Hiệu quả ánh súng

Để đánh giá sự khác biệt của các nguồn sáng khác nhau,

người ta đưa ra khái niệm hiệu quả ánh sáng Hiệu quả ánh sáng được đo bằng tỷ số giữa quang thông do đèn phát ra và

công suất điện tiêu thụ của đèn, đơn vị là lumen/oat (Im/W)

§L2- CÁC LOẠI ĐÈN CHIẾU SÁNG

Để thay thế ánh sáng tự nhiên như ánh sáng mặt trời, người ta có nhiều cách thắp sáng như nến, đèn đâu hỏa, hơi đất , nhưng với phương thức thắp sáng bằng đèn điện thì

tiện lợi hơn cả Vì ánh đèn điện gần giống với ánh sáng mặt

trời, không khói, không hơi và rất dễ sử dụng Các loại đèn chiếu sáng hiện nay được sử dụng phổ biến gồm các loại sau: Đèn có tim

Đền nung sáng có cấu tạo khá đơn giản gồm day toe

kim loại (loại Tungstense, Vonfram), dây tóc này có thể chịu được nhiệt độ 2300°C, bóng đèn phát sáng khi có dòng điện chạy qua, tất cả được đặt trong 1 ống thủy tính ở áp suất rất nhỏ Để tránh oxy hoá và làm hỏng dây tóc bóng đèn người ta nạp khí trơ (Argon, Ne ) đối với bóng có công suất lớn, còn

bóng có công suất nhỏ thì hút chân không

Dây tóc Khí trợ

Hình 1.1: Hình dạng đèn nung sáng

- Tuổi thọ của bóng đèn nung sáng vào khoảng 1000 giờ

- Chỉ số hoàn màu IRC: 100

- Quang thông thấp làm cho hiệu suất của đèn thấp

13 Ưu, nhược điểm

- Sơ đồ nối dây đơn giản, không cần các bộ phận phụ

- Khả năng làm việc không phụ thuộc vào điều kiện của

môi trường (nhiệt độ, độ ẩm )

- Gọn nhẹ thích hợp với mọi điểu kiện sử dụng

- Chỉ số hoàn màu cao, gần tương tự như ánh sáng tự nhiên

Khi các tia hỗ quang phóng điện va chạm vào lớp phát sáng, một phần năng lượng của chúng biến thành nhiệt năng, phần còn lại thành ánh sáng Màu sắc ánh sáng phát ra từ đèn tùy

thuộc vào thành phần lớp bột huỳnh quang bao gồm các chất tungstat calci, tungstat magie, silicat kẽm + glucinium, borat cadmium

Đèn huỳnh quang sử dụng cho công việc có yêu cầu độ roi cao (100 ~ 150 lux trở lên) và điện áp lưới phải ổn định Không dùng đèn huỳnh quang để chiếu sáng sự cố, thoát

2.2 Đặc tính của đèn,

-_ Hiệu suất của đèn tương đối cao: 40 — 105 Im/W

-_ Điện áp sử dụng: 110V, 290V

-_ Tuổi thọ của đèn:7000 giờ

-_ Chỉ số hoàn màu cao: 55 ~ 92

-_ Nhiệt độ màu : (2800 — 6500) °K

13

-_ Đèn huỳnh quang phát ra ánh sáng êm dịu, đạt được

hơn 20,5% năng lượng điện chuyển thành ánh sáng nên ít nóng

Bang 1.3: Đặc tính của dèn huỳnh quang

2.3.1 Ballast (chan leu)

Đối với loại đèn phóng điện, khi làm việc điện trở của

đèn có đặc tính âm sẽ càng lúc càng giảm xuống làm cường độ

dong điện qua đèn gia tăng, do đó sẽ làm dén dé bi hong Vi

14

thế đối với đèn huỳnh quang cần phải mắc nối tiếp với cuộn cảm kháng nhằm mục đích giữ ổn định dòng điện qua đèn và đồng thời tạo điện áp cao để dễ khởi động đèn lúc ban đầu

Trong trường hợp nguồn điện cung cấp 110V cho các loại đèn 1,2W/40W, thì BaHast là một máy biến áp tự ngẫu có nhiệm vụ giới hạn dòng điện qua đèn và đồng thời nâng điện

áp lên 220V để phù hợp với điện áp cần kích đèn phát sáng

Starter (con chu6t,tde-te, b6 méi)

Starter thực chất là loại công tắc tự động làm việc với

điện áp thích hợp Cấu tạo bởi một lưỡng kim nhiệt được đặt trong một bóng chứa khí néon và bình thường 2 điện cực này

hở mạch Để triệt lửa điện giữa 2 cực nhờ 1 tụ điện 0,02 pF mắc giữa 2 điện cực và cũng có tác dụng làm đèn khởi động nhanh

- Giá thành cao, cosp thấp

- Quang thong va phạm vi phát quang phụ thuộc vào

nhiệt độ Đối với loại đèn bật sáng bằng bộ môi, khi

nhiệt độ đưới 15°C thì bộ mỗi không hoạt động được

3.5 Các loại đèn huỳnh quang khác

Ngoài cấu tạo của bộ đèn huỳnh quang nói trên còn có các kiểu đèn huỳnh quang khác như sau:

a) Đèn huành quang có biến áp phụ nung từm Loại đèn này chỉ khác đèn huỳnh quang trên là không starter và có ballast đặc biệt gồm 1 biến thế tự ngẫu có trở kháng lớn đảm nhiệm cung cấp điện áp vài vôn, để nung các tìm đèn và đồng thời cung cấp điện áp cao, dé dang tao sự phóng điện giữa các điện cực làm đèn khởi động phát sáng

50% (còn khoảng 110V), nên điện áp cung cấp cho 2 tìm đèn

cũng giám theo, đảm bảo tuổi thọ của các tìm đèn này Do đó,

18

khi đèn phát sáng bình thường thì loại đèn huỳnh quang này cũng vận hành như đèn huỳnh quang có starter

3.6 Đèn huỳnh quang có cực phụ

Cấu tạo của đèn huỳnh quang này cũng có ballast bình thường nhưng khác là bên trong có thêm cực phụ đặt ở kế bên mỗi tìm đèn, các cực phụ này được nối với nhau bằng điện trở thau (R x 6000) đán chặt ở 2 bên thành ống đèn Nhờ cấu tạo như vậy làm giảm khoảng cách phóng điện giữa các điện cực, nên dễ đàng mỗi cho đèn, tạo sự ion khóa khí thủy ngân, gây sự phóng điện qua đèn làm đèn phát sáng Quang thông của loại đèn này phát ra giảm khoảng 5% so với loại đèn huỳnh quang có Starter

eT R=6kQ

3 Cac loai đèn chiếu sáng khác

3.1 Đèn huỳnh quang —- Compaet

Dén Compact là một dạng mới của đèn huỳnh quang, đèn được sản xuất với công nghệ tiên tiến nhằm kết hợp tạo ra

nguồn sáng tối ưu và đảm bảo được sự tiết kiệm điện năng nhiều nhất

Nguyên lý làm việc của đèn huỳnh quang Compact cũng giống như nguyên lý làm việc của đèn huỳnh quang Chất phốt pho đặt bên trong ống thuỷ tỉnh sẽ làm biến đổi tia bức

xạ cực tím của quá trình phóng điện thành các tia sáng nhận

thấy được Ưu điểm chính của đèn Compact là tiết kiệm điện

năng, chỉ tiêu tốn bằng 20% so với đèn nung sáng có cùng

công suất, tuổi thọ gấp mưới lần đèn nung sáng Kích thước của bóng đèn nhỏ, kiểu tròn có đường kính 7-19 em, hoặc kiểu

ống dài 12-20 cm có công suất 26W, hình đáng nhỏ, gọn đẹp Đền Compact có những đặc tính sau:

- Công suất tiêu thụ thấp hơn đèn nung sáng từ 4-5 lần

„ Hiệu quá ánh sáng 8öln/W

- Khả năng sinh nhiệt thấp, ít hơn 4-5 lần so với đèn nung sáng

- Chỉ số hoàn mau IRC = 85

- Tuổi thọ cao khoảng 8000 giờ

3.2 Đèn Halogen

Den halogen là loại đèn nung sáng chứa hỗn hợp hơi thuỷ ngân và hơi halogen áp suất cao, cho phép nâng sự làm việc của dây tóc bóng đèn ở nhiệt độ rất cao, đến 2659°C, nhờ

đó nâng cao được chất lượng ánh sáng mà giảm được sự bốc hơi của dây tóc làm đen dần bóng đèn

20

Bong dén halogen có những ưu điểm so với đèn nung sáng là:

~ Công suất như nhau nhưng hiệu suất sáng cao hơn, hiệu quả ánh sáng 90lm/W

- Cho ánh sáng trắng hơn, đảm bảo sự phát màu tốt

- Chỉ số hoàn màu IRC cao đạt tới 100

- Tuổi thọ của đèn 2000-4000 giờ

8.3 Den Xenon - Natri

Đèn xenon ~ natri được thiết kế để chiếu sáng trang trí ở

bên ngoài các toà nhà, biệt thự.các trung tâm thành phố, đô thị hoặc các khu vực dành riêng cho người đi bộ, các quảng trường, nơi diễu hành, nơi trưng bày các hiện vật hay trong bảo tàng, các công viên hay mặt tiền của các toà nhà mang tính lịch sử và hiện đại

Đèn xenon-natri có những ưu điểm sau:

- Ánh sáng trắng mát dịu tương tự như ánh sáng tự nhiên, không làm loá mắt

- Tiết kiệm điện năng tối đa nhờ hiệu quả ánh sáng cao 67mW

- Hệ thống sẽ ngừng làm việc một cách tự động nếu đèn

bị đột ngột hư hỏng

- Không có bức xạ cực tím, vậy nên ít hấp dẫn côn

trùng hay sâu bọ bay tới

3.4 Đèn hơi thuỷ ngân áp suất cao

21

Hình 19: Cấu tạo đèn hơi thuỷ ngân dp suất cao

Cấu tạo của đèn hơi thuỷ ngân gồm hai bóng, một bóng

nhỏ bằng thạch anh ở hai đầu ống có đặt hai điện cực, trong

có chứa hơi thuỷ ngán Còn bóng bên ngoài làm bằng thuỷ

2

tỉnh được rút chân không bên trong có tráng một lớp bột phốt pho Điện áp cần thiết để cung cấp cho đèn khởi động lúc ban đầu là khoảng 300V đến 500V, do đó khi sử dụng đèn với nguồn điện 220V cân phải có một máy biến áp tăng áp lên cho đèn khởi động được và biến áp này có tác đụng giữ ổn định đồng điện qua đèn khi đèn hoạt động

hi xuất hiện một điện thế cao giữa hai điện cực thì đồng

hồ quang phóng điện được hình thành, nhưng sự phóng điện mày là một dai đơn sắc, thường là vùng cực tím chưa nhìn thấy được Vì vậy bóng đèn cần phải nạp hơi thuỷ ngân Natri

hay Halogen thích hợp để tạo ánh sáng

Đèn hơi thuỷ ngân cao áp khi ở nhiệt độ trên 1000°G sẽ phát ra ánh sáng trắng Đèn được ứng đụng trong chiếu sáng

bảo vệ, lối đi, bãi xe v.v

Đặc điểm của đèn:

- Hiệu suất sáng: 40 — 95lm/W

- Chỉ số hoàn màu IRG: 40 - 60

- Tuổi thọ khoảng 4000 giờ

Đèn bơi thuỷ ngân áp suất cao có ánh sáng phát ra không trung thực, có ánh sáng trắng xanh và tái nhợt, do đó, không thích hợp cho chiếu sáng trong nhà mà chỉ dúng chiếu sáng ở những nới công cộng như đường phố, quảng trường, sân vận động v.v

3õ Đèn cảm ứng điện từ

Đây là loại thế hệ bóng đèn huỳnh quang mới nhất,

dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, ưu điểm nối bật của đèn

là không cần điện cực và không cần dây tóc

23

Nguyên lý hoạt động của đèn là cho một dòng điện ở tấn số rất cao qua một cuộn dây, cuộn đây này sẽ sinh ra một trường điện từ, trường điện từ này sẽ tạo ra một đòng điện cảm ứng, dòng điện này sẽ ion hoá khí hơi của đèn Nhờ có sự ion hoá này tạo nên các tia bức xạ cực tím, và nhờ có bột

huỳnh quang nên các tỉa cực tím này chuyển thành ánh sáng

nhìn thấy được,

Đặc điểm của đèn là:

~ Quang thông cao

- Hiệu suất sáng: (65 — 70)Im/W

- Chỉ số hoàn màu IRC > 80

- Tuổi thọ rất cao khoảng 60.000 giờ

- Có thể dùng được trong hệ thống điện một chiều

Ngoài ra, đèn cảm ứng điện từ còn có các loại bóng đèn đặc biệt dùng cho trang trí, chữa bệnh, chiếu sáng sân

khấu và sàn nhảy v.v,

š1.3- MẠCH ĐÈN ĐIỀU KHIỂN MỘT NƠI, NHIÊU NƠI

Trong chiếu sáng sinh hoạt hay chiếu sáng ở những nơi công cộng, mỗi nơi đòi hỏi dùng một loại đèn chiếu sáng

khác nhau Do đó, tuỳ theo vị trí, loại đèn mà ta phải thiết kế một mạch diện chiếu sáng riêng biệt phù hợp và thoả mãn

với những yêu cầu trên Dươi đây là một số mạch điện thông

dụng được dùng trong các mạch chiếu sáng:

1, Mạch điêu khiển một đèn

Mạch điều khiển một đèn được sử dụng rất phổ biến trong chiếu sáng vì mạch được kết cấu đơn giản, mạch gồm một hay nhiều đèn mắc song song nhau và được điều khiển bời chỉ một công tắc, trong mạch có cầu chì bảo vệ, nguồn điện lấy từ

hộp nối, CB, tủ phân phối điện

Hình 1.10: Mạch điện một công tắc điêu khiển một đèn

2 Mạch điêu khiển nhiều đèn

Mạch điều khiển nhiều đèn được sử dụng trong trường hợp cần các đèn chiếu sáng cùng lúc, khi ta chỉ cần bật công tắc là tất cả các đèn đều chiếu sáng

Cầu chì

Công tắc Hình 1.11: Mạch điện một công tắc điều khiển nhiều đèn

Điều lưu ý là khi ta thiết kế mạch phải chọn cầu chì sao

cho phù hợp với tổng công suất của các đèn

3 Mạch điều khiển 9 nơi, 3 nơi, 4ndi

3.1-Mạch điêu khiển 2 nơi ( mạch đèn edu thang)

CT3 chấu

Hình 1.12: Mạch đèn câu thang

Mạch đèn này có thể điều khiển tất mở đèn ở hai nơi

khác nhau, kết cấu của mạch gồm có một hoặc nhiêu đèn mắc

song song với nhau và 2 công tắc 3 chấu

Mạch đèn này thường sử dụng ở các hành lang, cầu thang nên được: gọi là mạch đèn cầu thang Mạch điện có ưu điểm là ở 2 nơi nhưng ta có thể bật tắt được đèn, so với mạch đèn điều khiển một nơi thì bật đèn ở nơi nào ta phải tắt ở nơi đó Mạch đèn này còn có thể mắc theo cách sau:

26

Hình 1.13: Mach đèn câu thang tiết kiệm dây dẫn

Cách mắc này sẽ tiết kiệm dây hơn, nhưng về mặt an

toàn chưa cao Khi ta rút một cầu chì thì đèn vẫn còn sáng, hoặc khi đó ta muốn sữa chữa ta phải rút cả hai cầu chì ra

3.1 Mạch điêu khiến 3 nơi, 4 nơi

Mạch điện này ta sử dung 2 công tắc 3 chấu ở 2 đầu còn

cho các hành lang dài, câu thang nhà cao tầng, khách sạn và

các phòng hội họp

4 Hướng dẫn sửa chữa mach đèn chiếu sáng

Khi lắp đặt mạch điện cân lưu ý:

` chồng chéo Lắp đặt đúng theo sơ đồ thiết kế, tránh đi dây

-_ tâm với của trẻ em, Độ cao của công tắc và ể cắm thích hợp, lưu ý đến

-Coi lại đây tóc bóng đèn có bị

Các hư hỏng trên đèn huỳnh quang

Hiện tượng Nguyên nhân Cách sửa chữa

- Do hở mạch ở công tắc, đuôi đèn lỏng lẻo, tắc-te

chưa gắn đúng vào

vị trí, đứt dây cầu chì điện áp nguồn thấp

-Ballast bi nối tắt hoặc có sự tăng điện áp nguồn đột

ngột

- Tác-te hỏng, bị lão hóa Hoặc tắc- te.bị hở mạch đứt dây

- Điện áp nguồn bị suy giảm, do chất

lượng đèn quá hạn, hơi thủy ngân

không ổn định

- Do nhiệt độ môi trường quá lạnh

-Do tắc te bị hỏng, yếu đi nên vẫn còn

hoạt động với điện

tắc-te, xem lại cầu

chì

- Kiểm tra lại ballast trước khi thay đèn mới

- Thay tắc-te mới,

- Dùng biến áp tăng áp nâng điện

áp cho đèn Thay mới

- Cải thiện môi trường nơi đặt đèn

-Thay tắc ke mới

29

- Do thuy ngan ngung tu

- De tắc-te bị hỏng,

lưỡng kim bị chập lại hoặc tụ bị chập

Do mac © sai

mach

-Do mắc sai day pha không trực

tiếp qua công tắc

- Nguồn điện tăng

cao,

- Ballast sap hong

~ Dau sai day (ballast

8 dây), hoặc sai dây nối tác te

- Nguồn điện cung cấp thấp Hở mạch trong mạch đèn

- Do đặc tính của

đèn, sắp hết tuổi thọ

Ballast đèn không

30

Nâng điện áp cung cấp cho đèn

- Thay ballast mdi

- Sẽ tự hết khi đèn sáng

- Thay mới, nến tụ chập, cất bỏ tụ

Đổi dây ở đuôi đèn có gắn tác-te

Sửa lại dây pha qua công tắc đèn

Kiém tra nguồn điện áp

Thay mới

Xem lại đấu đây

đúng theo sơ đồ

mạch chỉ dẫn

- Xem lại nguồn

điện, kiểm tra

lại mạch đèn

Tự nó sẽ sáng trở lại sau khi đèn nguội khoảng ð phút Thay ballast

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI - TÍNH CHỌN ĐÂY DẪN

§2.1- CÔNG - CÔNG SUẤT - ĐIỆN NĂNG

- Bóng đèn các loại đổi điện năng thành quang năng

- Động cơ đổi điện năng thành cơ năng

- Bình điện giải đổi điện năng thành hóa năng

Như vậy, dòng điện có thể thực hiện được công Công của

dong dién tỉ lệ theo điện áp, cường độ và thời gian sứ dụng Công của dòng điện được tính theo công thức:

W =UtlIt W: công của dòng điện, đơn vị là Joule (J)

U: điện áp (V)

1: cường độ đòng điện (A)

‡: thời gian (giây — s)

2 Dién nang

Công của dòng điện còn có nghĩa là điện năng tiêu thụ Điện năng tiêu thụ có đơn vị tính là: Watt-giây (Ws).Trong

thực tế Watt-giây là trị số rất nhỏ người ta thường dùng đơn

vị lớn hơn là Watt-giờ (Wh) hay kilowatt-giờ (kWh)

Ta có : A=UIt

32

s Nếu t có đơn vị là giây thì W có đơn vị là Watt-giây

5 Nếu t có đơn vị là giờ thì W có đơn vị là Watt-giờ

1Wh = 3600Ws 1kWh = 1000Wh Thí dụ: Một phụ tải sử đụng nguồn điện áp 220VAC, dòng điện tiêu thự là 4A, sử dụng trong thời gian 3 giờ Điện năng

phụ tải trên đã tiêu thự là:

A = 220.4.3 = 2640Wh = 2,64kWh 3- Công suất

Công suất là công do dòng điện sinh ra trong một đơn vị thời gian là 1 giây

Công suất của dòng điện được tính theo công thức:

Trên thiết bị điện ngươi ta thường ghỉ công suất và điện

áp sử dụng chứ không ghi cường độ đồng điện

Thí dụ: Bóng đèn tròn ghi 220V - 60W, bàn ủi điện ghi 220V

4- Bai tap tự giải

Một hộ gia đình có các thiết bị điện sinh hoạt được sử dụng hàng ngày như sau :

- Hai quạt trần 220V - 100W sử dụng 4 gid/ngay

~ Td lanh 220V - 120W binh quan hoat dong 8 gid/ngay

trường hợp cụ thể là:

- Tính toán cho hộ gia đình có 1 tầng - 3 phòng

- Tính toán cho hộ gia đình có 2 tầng - 6 phòng

1- Tính toán cho hộ gia đình 1 tầng - 3 phòng

Giả thiết cho một gia đình có kích thước các phòng như

Tiện nay, mức sống của người dân Việt Nam đã được nâng cao đáng kể, tuy nhiên, đối với các hộ dân có mức sống

trung bình thì suất phụ tải chiếu sáng vẫn còn ở mức thấp Suất phụ tải chiếu sáng là công suất điện dùng cho chiếu sáng trên đơn vị diện tích, ký hiệu là Po

Suất phụ tải chiếu sáng cho sinh hoạt đân đụng là:

© Phong khach: Po = 5 - 10W/m?

* Phang ngii: Po = 3 - 6W/m*

* Phong an, nha bép: Po = 5 - 10W/m?

+ Phong tam, nha vé sinh: Py = 2 + 5W/m?

Như vậy, công suất chiếu sáng được tính toán cho 3 phòng

trong hộ gia đình trên là:

+ Phòng khách chon Py = 5W/m?

=> P, =5.16=80W =>2 đèn huỳnh quang 40W + Phòng ngủ chọn Py = 3W/m”

=> P,=3.14=42W =>i đèn huỳnh quang 40 W + Phòng bếp, phòng ăn chọn Po = 5W/m?

=> P; =5.16 = 80W => 2 den huynh quang 40 W + Nha vé sinh chon Py = 3 W/m?

Thường nhà vệ sinh gia đình có kích thước nhỏ khoảng 3- 5m’, chon 1 đèn huỳnh quang 20W (loại 0,6m) => P, = 20W,

Như vậy, tổng công suất chiếu sáng là:

Pos = Py + Py + Py +P, = 80 +40 + 80 + 20 = 290W

b) Thiét bị điện , điện tử gia dụng:

Hiện nay, gia đình người đân có mức sống trung bình

thường có các loại thiết bị gia dụng sau:

- Bàn ủi: 220V - 1000W (01 cái )

- Quạt trần: 220V - 100W (01 cái )

- Quạt bàn hay quạt treo: 220V - 80W (03 cái) => 240W

- TV: 220V - 140W (01 cái)

- Tủ lạnh: 220V -150W (01 cái)

- Máy giặt: 220V - 700W (01 cái)

Như vậy, công suất tính toán của tất cả thiết bị trong gia

đình (kể cả chiếu sáng) là:

Py = 220 +1000 +100 + 240 + 140 + 150 + 700 = 2620W

¢} Tinh chon dây dẫn:

Đối với hộ gia đình, số thiết bị điện cho từng loại không nhiều nên thường chọn hệ số sử dụng đồng thời là kạ, = 1

Dòng điện tiêu thụ theo công suất tính toán trên là:

P 2620

I, = t=———=12A (cose = 1)

U 220 Chọn dây dẫn chính là loại cáp hạ áp hai lãi đẳng cách điện PVC, ký hiệu CVV (do Cadivi chế tạo), có tiết diện định

mức là 2mm”, đường kính dây dẫn là 1,8 mm, dòng điện tải

cho phép là 24A (xem phụ lục về dây dẫn)

Như vậy, dòng điện tải cho phép của dây dan bang 2 lần dòng điện tiêu thụ

KP _24_¿

I, 12 (K = 2 goi là hệ số an toàn)

Với cách chọn này, mật độ dòng điện là:

alu S (: tiết điện dây dẫn)